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基于发卡探针DNA/G-四链体模拟酶结构转化的高灵敏无标记荧光检测DNA
宋璐娜,张永花,薄红艳,高强
分析化学 , 2015, DOI: 10.11895/j.issn.0253-3820.150328
Abstract: 建立了基于目标DNA诱导的发卡探针DNA转化为G-四链体DNA过氧化物模拟酶的非标记荧光增强型DNA检测新体系。发卡探针DNA即分子信标探针由两部分构成,环状部分与目标DNA互补,茎部一端由一条富G序列构成。无目标DNA存在时,分子信标处于闭合状态,形成发卡结构;富G序列由于部分处于杂交状态,无法形成G四链体。当目标DNA与发卡探针DNA杂交并打开发卡结构,富G序列解链并自发折叠成G-四链体结构。G-四链体结构与血红素结合形成DNA模拟酶,催化H2O2还原的同时将无荧光的底物10-乙酰基-3,7-二羟基吩恶嗪(ADHP)氧化成荧光产物。通过测量荧光信号,实现对目标DNA的定量检测。优化后的体系检测条件为pH8.0,10mmol/LK+,0.2μmol/LHemin,50μmol/LADHP。在优化的条件下,目标DNA在0.005~1.0nmol/L浓度范围内与体系荧光信号呈线性关系,检出限为3.0pmol/L。本方法可以区分完全互补和单碱基错配的目标DNA。
利用对G-四链体环部的构型调节进行传感器的设计
段娜娜,王娜,杨薇,孔德明
分析化学 , 2014, DOI: 10.11895/j.issn.0253-3820.140338
Abstract: 对鸟嘌呤碱基G重复序列之间连接环结构对G-四链体形成的影响进行了研究。发现在连接环较长，DNA链不易形成G-四链体的情况下，可以通过将环序列设计成双链结构的方式促进G-四链体的重新形成。这就为传感器的设计提供了一个新途径，即可以利用目标分子对环部双链的调节作用控制G-四链体DNA酶的活性。为证明这一点，在双链区域引入T-T碱基错配，破坏双链结构使DNA链不能形成G-四链体。Hg2+对T-T错配的稳定作用可以促进双链结构的形成，DNA链重新折叠成G-四链体，得到的G-四链体与氯化血红素（Hemin）结合后形成具有过氧化物酶活性的G-四链体DNA酶，据此构建了Hg2+传感器。利用此传感器可在10~700nmol/L范围内实现Hg2+的定量检测，检出限为8.7nmol/L。在此基础上，利用半胱氨酸可以将Hg2+从T-Hg2+-T碱基对上竞争下来的能力，设计了一种半胱氨酸的检测方法。此方法可以在20~600nmol/L范围内实现半胱氨酸的定量检测，检出限为14nmol/L。
基于λ核酸外切酶辅助放大的化学发光传感器用于DNA的灵敏检测
陈佳,郭芸芸,陈桥,邱洪灯
分析化学 , 2015, DOI: 10.11895/j.issn.0253-3820.150453
Abstract: 基于G-四链体/血红素DNA酶的高催化活性以及λ核酸外切酶(λexo)的辅助放大功能,以17个碱基的DNA片段作为模型分析物,构建了一种快速、灵敏、特异性好的新型Luminol-H2O2-G-四链体/血红素DNA酶化学发光传感体系。考察了λexo用量、Luminol浓度、H2O2浓度、溶液pH值对体系化学发光强度的影响。在最佳实验条件下,即:pH=9.0,10unitsλexo,1.0×10-3mol/LLuminol,3.0×10-2mol/LH2O2,测得DNA在2.0×10-12-8.0×10-9mol/L的浓度范围内与Luminol的相对化学发光强度之间呈现良好的线性关系,检出限(3σ)为0.7×10-13mol/L。本方法可以区分不同错配的核酸序列,并可用于复杂生物样品的分析。
G-四链体-氯化血红素DNA酶在传感器设计中的应用
孔德明
化学进展 , 2011,
Abstract: G-四链体-氯化血红素(hemin)DNA酶是一种由特定的核酸G-四链体与hemin结合后形成的具有过氧化物酶活性的人工模拟酶。作为一类重要的DNA酶,G-四链体-heminDNA酶近年来在分析化学领域受到了越来越多的关注。目前这类DNA酶已被用在了多种传感器,包括金属离子传感器、适配体传感器、酶传感器、DNA传感器及药物传感器的设计当中。本文对G-四链体-heminDNA酶在传感器设计中的应用进行了系统的介绍和评述,并对其未来的发展进行了初步的展望。
G-四链体-氯化血红素DNA酶在传感器设计中的应用
- , 2011,
Abstract:
人体端粒中(3+1)混合结构g-四链体稳定性的分子动力学模拟
沈新媛,吕洋,李慎敏
物理化学学报 , 2009,
Abstract:
吲哚并喹啉衍生物与G-四链体相互作用的分子模拟研究
张弛,吴伟彬,卢宇靖,古练权,黄志纾
化学学报 , 2008,
Abstract: G-四链体是富含鸟嘌呤碱基的DNA序列通过氢键相互作用形成的四链螺旋结构.通过小分子化合物诱导与稳定端粒G-四链体从而抑制端粒酶活性是一种新的抗癌策略.为了研究一系列吲哚并喹啉衍生物与端粒G-四链体的相互作用,探究其相互作用模式,从而为实现基于G-四链体结构的药物合理设计提供依据,使用分子对接的方法构建了吲哚并喹啉衍生物与G-四链体复合物结构,在此基础上进行分子动力学模拟,并使用线性相互作用能(LIE)方法计算了化合物与G-四链体的结合自由能.结果表明化合物与G-四链体的主要相互作用方式由氢键、静电与π-π堆积作用构成,侧链末端基团类型和侧链的长短是影响相互作用强弱的重要因素.通过LIE方法计算的结合自由能与实验结果基本吻合,相关度达到r2＝0.79.并且,基于预测的结合模式,总结了拥有更高活性的新型吲哚并喹啉衍生物应具有的几个结构特征.
电喷雾质谱法研究天然产物小分子识别人类端粒g-四链体及复合物的热稳定性
何湘伟,龙海涛,袁谷,徐筱杰,周亚伟
物理化学学报 , 2010,
Abstract: 利用电喷雾质谱(esi-ms)研究了12种天然产物小分子与人类端粒g-四链体结构的非共价相互作用和识别功能,比较了不同小分子与人类端粒g-四链体的结合强弱,发现了一种新的识别小分子——防己诺林碱对人类端粒g-四链体有很好的结合.通过质谱升温实验比较了小分子结合对g-四链体热稳定性的影响,防己诺林碱的结合使g-四链体的离子的解离温度(t1/2)上升到200℃.利用分子模拟对g-四链体dna与小分子结合的模式以及稳定性进行了探讨,给出了防己诺林碱可能的结合位点和结合模式,autodock计算出来的结合能约为-31.5kj·mol-1.同原来的平面型分子不同,防己诺林碱是一类新型结构的分子,为设计合成新型g-四链体识别分子提供了新的结构模型.
光谱法研究G-四链体与亚甲蓝的相互作用
孙红霞
科学通报 , 2006,
Abstract: 富含鸟嘌呤(G)的DNA(5'-TTAGGG-3')在钾离子存在下形成G-四链体．通过圆二色谱(CD)、核磁共振谱(NMR)表征了G-四链体的谱图特征,并通过紫外吸收光谱、荧光光谱以及核磁共振谱研究了G-四链体与亚甲蓝的相互作用．紫外吸收光谱和荧光光谱分析表明：单链DNA对亚甲蓝的荧光猝灭规律符合Stem-Volmer静态猝灭方程,单链DNA与亚甲蓝以1：1的比例络合；G-四链体对亚甲蓝的荧光猝灭不符合Stem-Volmer及其修正的方程,G-四链体与亚甲蓝以1：1或2：1的比例形成络合物,络合常数分别为1．047×10~5和8．79×10~4 L/mol．实验表明：亚甲蓝与G-四链体以1：1的比例结合在G-四链体的黾部或按1：2的比例与G-四链体形成夹心结构．
光谱法研究G-四链体与亚甲蓝的相互作用
孙红霞,向俊锋,张亚周,徐广智,徐樑华,唐亚林
科学通报 , 2006,
Abstract: 富含鸟嘌呤(G)的DNA(5′-TTAGGG-3′)在钾离子存在下形成G-四链体.通过圆二色谱(CD)、核磁共振谱(NMR)表征了G-四链体的谱图特征,并通过紫外吸收光谱、荧光光谱以及核磁共振谱研究了G-四链体与亚甲蓝的相互作用.紫外吸收光谱和荧光光谱分析表明单链DNA对亚甲蓝的荧光猝灭规律符合Stern-Volmer静态猝灭方程,单链DNA与亚甲蓝以11的比例络合;G-四链体对亚甲蓝的荧光猝灭不符合Stern-Volmer及其修正的方程,G-四链体与亚甲蓝以11或21的比例形成络合物,络合常数分别为1.047×105和8.79×104L/mol.实验表明亚甲蓝与G-四链体以11的比例结合在G-四链体的尾部或按12的比例与G-四链体形成夹心结构.
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